TW594967B - Method for recovering alignment mark - Google Patents

Description

594967 五、發明說明（1) 發明所屬之技術領域： 本發明係有關於一種重現對準標記（A1 ignment Mark)之方 法，特別是有關於一種利用聚焦離子束（Focused Ion Beam ;FIB)來重現金屬層-絕緣層—金屬層 (Metal - Insulator - Metal ;MIM)電容結構中之對準標記的 方法。 先前技術： 在半導體元件的製造過程中，隨著元件的日趨微小，而光 罩圖案亦隨之縮小，因此在微影（Photol ith〇graphy)製程 中’為了使光罩圖案能精確地轉移到半導體晶圓上，通常 需要在晶圓上提供數個對準標記，以供光罩對準而使得光 罩圖案精確地複製到晶圓上之所需位置。 金屬層-絕緣層-金屬層電容在半導體科技中具有相當廣泛 的應用’例如射頻（Ra(ji〇 FreqUency ; rj?)電路、類比積體 電路（Analog Integrated Circuits ; Analog ICs)、高功 =微處理器單元（Microprocess〇r Units ;MPUs)、以及動 通機存取^己憶體晶胞（Dynamic Rand〇m Access Memory Cells ;、DKAM Cells)等。將金屬層—絕緣層—金屬層電容應 用，半導體製程時，對準標記上會為不透光之金屬材料所 覆=、而無法用以供光罩進行對準。因此，一般的做法係 在疋f金屬層—絕緣層-金屬層電容之各層材料堆疊後，將 =準私β己上所覆蓋之材料層去除，以重現對準標記。目 重現對準標記係利用微影與蝕刻等製程來去除對準標 5己上之各層材料，直至對準標記顯現。

594967 五、發明說明（2) 圖至第3圖’第1圖至第3圖係繪示習知重現對準 id程剖面圖。如第1圖所示’基材1〇°上具有-組對 金：芦lilR i基材1〇0上更覆蓋有依序堆疊之介電層104、 、層i06、介電層108、以及金屬層11〇，其中金屬層 "電層10 8、與金屬層11 〇構成金屬層-絕緣層_金屬層 ϋί:容112。由於金屬層106與金屬層110不透光，為了 if 02重新顯現，而在金屬層u。上塗佈一層光阻 ，以利後續去除覆蓋在對準標記1〇2上之各材料層。 =，對光阻層114進行曝光以及顯影步驟，以去除對準標 二篇φ 之光阻層114，並暴露出部分之金屬層110，藉此 ^ 準標記1 〇 2之區域，而形成如第2圖所示之結構。 為蝕5 U 4中疋義出對準標記1 〇2之區域後’以光阻層11 4 = 並利用非等向性的乾式钮刻技術去除所暴露 金屬層110,以及此部分之金屬層11〇下方之介電声 、金屬層106、以及介電層1〇4。其中，由於 曰 材質…匕介電層1〇4與對準標記102之間也：不透 ^料層，因此介電層1〇4為可不需可達不透 之目的。然後，利用濕式剝除(we:^ = 之之重^層"I並暴露出金屬層⑴，：』 發明内； 現’所形成之結構如第3圖所示。 Ϊ:i ί ΐ ΐ:ί ί:標記時，係利用微影與#刻製程來 ^準私圯上方之材料層，不僅程序過於繁複，更迕成 製程成本、時間、以及人力的負擔。 更w成 第6頁 594967 五、發明說明（3) 因此，本發 重現方法， #料層去除 子束準確地 標記上之材 本發明之另 由於聚焦離 地提升金屬 性，更可改 現。 本發明之再一目 對準標記之方法 影、姓刻、以及 本，節省製程時 根據以上所述之 現方法，至少包 少包括一對準標 少包括依序堆疊 屬層電容覆蓋在 明的主要目的 其係利用聚焦 。由於猎由調 落在所需之區 料層，有效重 之一就 離子束 整聚焦 域，因 現對準 一目的就是在提供一 子束可有效重 層-絕緣層-金 善元件結構中 的就是在 ，不需進 剝除光阻 間，並可 目的，本 括下列步 記位於此 之一第一 此基材之 金屬層-絕緣層—金屬層電 屬層覆蓋在上述 第二金屬層；以 標記上方之第二 其中，由於介電 之第一介 及利用一 金屬層、 層為透光 現對準 屬層電 層與層 提供一 行塗佈 等步驟 避免人 發明更 驟：提 基材之 介電層 上述表 容至少 電層上 聚焦離 第二介 材質， 是在提供一種對準標記之 將覆蓋在對準標記上之各 離子束機台，可使聚焦離 此可順利移除覆蓋在對準 標記。 種對準標記之重現方法， 標記。因此，除了可大大 容在半導體製程的應用 之間的疊對（〇verlay)表 種利用光阻、 。因此 力資源 提供了 供一基 一表面 以及一 面以及 包括依 、一第 子束移 電層、 因此利 聚焦離 對光阻 ，可降 的浪費 一種對 材，其 上，且 金屬層 對準標 序堆疊 二介電 除覆蓋 以及第 用上述 子束來重現 曝光與顯 低製程成 〇 準標記之重 中此基材至 此基材上至 -絕緣層-金 記上，而此 之一第一金 層、以及一 在上述對準 一金屬層。 聚焦離子束

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移除覆蓋在對準標記上方之第二金屬層、二人 、 ^一金屬層時，可去除對準標記上方之第一;電^的= :I , Π不去除第一介電層，即可使對準標記顯； 整名焦離子束機台，可使聚焦離子束準確地落在所 人除之各材料層上，而順利移除對準標記上方姑 層’使對準標記重新顯現。 ’ 實施方式： ί種對準標記之重現方法’其係利用聚焦離子 束來移除遮蓋在對準標記上方之材料層。因此，可在不辦 加製程成本、時間、及人力負擔下，輕易地重現對準桿a 記，達到使對準標記恢復其對準功能之目的。為了使^發 之敘述更-力σ洋盡與完備，可參照下列描述並配合第4圖與 弟5圖之圖示。 、 «月乡…、第4圖，第4圖為繪示本發明之一較佳實施例之重現 對準標記之製程剖面示意圖。首先，提供半導體之基材 20 0_，此基材200之一表面上至少具有一組對準標記2〇2，以 i、元件佈局圖案轉移時對準，而使得元件佈局圖案得以精 ，地複製到基材上之所需位置。其中，基材2 〇 〇可例如為半 導體之晶圓。除此之外，基材2〇〇上更有介電層2〇4覆蓋在 對準標記202以及對準標記2〇2所在之基材2〇〇的表面，而介 電層204上方則有依序堆疊之金屬層2〇6、介電層2〇8、以及 金屬層210。其中，金屬層2〇6、介電層2〇8、與金屬層21〇 構成金屬層-絕緣層—金屬層型式之電容212。由於金屬層 210與金屬層206為不透光材質，因此對準標記2〇2為不透光

594967 五、發明說明（5) -- 之金屬層210與金屬層206所遮蔽’而無法提供對準標記go? 應有之對準功能。 八 不° 為了重現對準標記202，本發明利用聚焦離子束機台（僅繪 示離子束投射器21 4)提供高能量之聚焦離子束216，來移曰除 覆蓋在對準標記2 〇 2上方之材料層。此時，調整離子束投射 $214 ’使離子束投射器214所射出之聚焦離子束216能確實 落在對準標記2〇 2所在之上方區域。再利用離子束投射器 214投射聚焦離子束216於對準標記2 0 2上方之金屬層21 / 上。並控制離子束投射器214使其朝方向218以及方向220來 回移動，藉以使聚焦離子束2 1 6能反覆地投射在對準標記 202上方之材料層，而依序去除覆蓋在對準標記Μ?上之金 屬層210、介電層208、以及金屬層206。在移除對準標記 202上方之材料層時，可依據各材料層之厚度與材質等參 數，來調整聚焦離子束機台之電流與電壓，以調整聚焦離 子束21 6之離子通量（Flux)。如此一來，便可有效控制各材 料層之移除深度及移除速率。 其中’利用聚焦離子束2 16移除對準標記202上方之各材料 層時’可如同上述來回移動離子束投射器214，亦可選擇來 回移動基材2 0 0。亦即，只要能使聚焦離子束216在整個對 準標記2 0 2上方區域之材料層上移動即可，本發明並不在此 限。 由於，介電層208以及介電層204為透光材質，再加上介電 層2 04與對準標記2 〇2之間並無不透光材料層。因此，對準 標記2 02上方之介電層2〇4可不需完全去除，如第5圖所示，

第9頁 594967 五、發明說明（6) 甚至可不需將介電層204去除 聚焦離子束216之來源氣體可例如為惰 以^氨氣等。纟利用聚焦離子束216移除對準標 各材料層時，亦可加入特殊的活性氣體（Active Gas)， :如二$化石夕(Si〇2)、蛾(l2)、氟化氣(Μ)、以及水蒸汽 選擇比CSelectiviW 千度，或增加（減少〕移除 Ϊ 1寻ϊ ί : : Ϊ是’在此實施例中’覆蓋在對準標記2〇2上 方之、”》構為金屬層-絕緣層_金屬層所構成之電容212。然 而，本發明可用以去除覆蓋在對準標記202上由不透光材料 層或透光材料層所構成之結構。舉例而先材枓 記上方=可僅由依序堆疊之介電層與金屬層所構 I: ^不一疋須為金屬層—絕緣層—金屬層電容結構。 綜上所述，本發明之一優點就是因 機台’可使聚焦離子束準確地落在對準標記上； i:::有移除覆蓋在對準標記上之以 m 運幻令 >又垔現對準標記的目的。 本發明,又:優點就是因為聚焦離子束可有效重現 記，如此一來，不僅可大幅提 二= 間的疊對表進而改善製程可靠度與產品與層之 本發明之^優點就是因為可省下塗佈光阻、對光阻 與顯影、，：以及制除光阻等步驟，因此不僅可降；ί 程成本，節省製程時間，更可避免人力資源的浪費降低製

594967 五、發明說明（7) 如熟悉此技術之人員所瞭解的，以上所述僅為本發明之較 佳實施例而已，並非用以限定本發明之申請專利範圍；凡 其它未脫離本發明所揭示之精神下所完成之等效改變或修 飾，均應包含在下述之申請專利範圍内。

594967 圖式簡單說明 本發明的較佳實施例已於前述之說明文字中輔以下列圖形 做更詳細的闡述，其中： 第1圖至第3圖係繪示習知重現對準標記之製程剖面圖； 第4圖係繪示本發明之一較佳實施例之重現對準標記之製程 剖面示意圖；以及 第5圖係繪示本發明之一較佳實施例之對準標記經重現後之 結構剖面圖。 圖號對照說明： 100 基 材102 對 準 標 記 104 介 電層1 06 金 屬 層 108 介 電層110 金 屬 層 112 電 容114 光 阻 層 200 基 材202 對 準 標 記 204 介 電層2 0 6 金 屬 層 208 介 電層210 金 屬 層 212 電 容214 離 子 束 投 216 聚 焦離子束218 方 220 方 向

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Claims (1)

1. 594967 六、申請專利範圍 1 ·種對準標記（A 1 ignment Mark)之重現方法，至少句 括： 匕 提供一基材，其中該基材至少包括一對準標記位於該基材 之一表面上，且該基材上至少包括一不透光材料層覆蓋在 該基材之该表面以及該對準標記上；以及 利用一聚焦離子束（FIB)移除覆蓋在該對準標記上方之該不 透光材料層，藉以顯露出該對準標記。 2·如申請專利範圍第1項所述之對準標記之重現方法，其中 該不透光材料層之材質為金屬。 3·如申請專利範圍第1項所述之對準標記之重現方法，其中 該聚焦離子束之來源氣體至少包括惰性氣體。 4 ·如申請專利範圍第1項所述之對準標記之重現方法，其中 該聚焦離子束之來源氣體至少包括氬氣（Ar)。 5 ·如申請專利範圍第1項所述之對準標記之重現方法，其中 該聚焦離子束之來源氣體至少包括氦氣（He)。 6 ·如申請專利範圍第1項所述之對準標記之重現方法，其中 利用該聚焦離子束移除該對準標記上方之該不透光材料層 時’更可利用包括導入一活性氣體（Active Gas)的方式， 來改善材料移除率、選擇比、及表面平坦度。

   第13頁 594967 六、申請專利範圍 7.如申請專利範圍第6項所述之對準標記之重現方法，其中 該活性氣體為二氧化矽（S i 02)。 中 其 法 方 現 〜一g一 之 己 古D 標 準 對 之 述 所 項 6 ο 第} 2 圍I 範私 利為 專體 請氣 申性 如活 . 亥 8 I 9.如申請專利範圍第6項所述之對準標記之重現方法，其中 該活性氣體為氣化氣（X e F2)。 1 0.如申請專利範圍第6項所述之對準標記之重現方法，其 中該活性氣體為水蒸汽。 11. 一種對準標記之重現方法，至少包括： ， 提供一基材，其中該基材至少包括一對準標記位於該基材 之一表面上，且該基材上至少包括依序堆疊之一透光材料 層覆蓋在該基材之該表面以及該對準標記上以及一不透光 材料層；以及 利用一聚焦離子束移除覆蓋在該對準標記上方之該不透光 材料層，藉以顯露出該對準標記。 1 2.如申請專利範圍第11項所述之對準標記之重現方法，其 中該不透光材料層之材質為金屬。

   第14頁 594967 六、 申請專利範圍 1 3 ·如申請專利範圍第11項所述之對準標記之重現方法，其 中該透光材料層之材質為介電材料。 1 4·如申請專利範圍第11項所述之對準標記之重現方法，其 中該聚焦離子束之來源氣體至少包括惰性氣體。 1 5·如申請專利範圍第11項所述之對準標記之重現方法，其 中該聚焦離子束之來源氣體至少包括氬氣。 1 6·如申請專利範圍第丨丨項所述之對準標記之重現方法，其 中該聚焦離子束之來源氣體至少包括氦氣。 17·如申請專利範圍第11項所述之對準標記之重現方法，其 中利用該聚焦離子束移除覆蓋在該對準標記上方之該不透 光t料層％，更至少包括移除該對準標記上方之該透光材 料層的一部分。 離子束移除覆蓋在該對準標記上方之兮不、秀、 善材料的移除率、選擇比、及表面平坦;體的方式，來改 1 9.如申凊專利範圍第〗8項所述之對準標 中該活性氣體係選自於由二氧化石夕、硬：之重严方法’其 齓化氙、以及水

   第15頁 594967 六、申請專利範圍 蒸汽所組成之一族群。 2 0. —種對準標記之重現方法，至少包括： 提供一基材，其中該基材至少包括一對準標記位於該基材 之一表面上，且該基材上至少包括依序堆疊之一第一介電 層以及一金屬層-絕緣層-金屬層（MIM)電容覆蓋在該基材之 該表面以及該對準標記上，而該金屬層-絕緣層-金屬層電 容至少包括依序堆疊之一第一金屬層覆蓋在該第一介電層 上、一第二介電層、以及一第二金屬層；以及 利用一聚焦離子束移除覆蓋在該對準標記上方之該第二金 屬層、該第二介電層、以及該第一金屬層。 21.如申請專利範圍第20項所述之對準標記之重現方法，其 中該聚焦離子束之來源氣體至少包括惰性氣體。 2 2.如申請專利範圍第2 0項所述之對準標記之重現方法，其 中該聚焦離子束之來源氣體至少包括氬氣。 2 3.如申請專利範圍第20項所述之對準標記之重現方法，其 中該聚焦離子束之來源氣體至少包括氦氣。 2 4.如申請專利範圍第20項所述之對準標記之重現方法，其 中利用該聚焦離子束移除該對準標記上方之該第二金屬 層、該第二介電層、以及該第一金屬層時，更至少包括移

   第16頁 594967 六、申請專利範圍 除該對準標記上方之該第一介電層之一部分。 2 5 ·如申請專利範圍第2 0項所述之對準標記之重現方法，其 中利用該聚焦離子束移除該對準標記上方之該第二金屬 層、該第二介電層、以及該第一金屬層時，更可利用包括 導入一活性氣體的方式，來改善材料的移除率、選擇比、 及表面平坦度。 2 6.如申請專利範圍第2 5項所述之對準標記之重現方法，其 中該活性氣體為二氧化矽。 2 7.如申請專利範圍第2 5項所述之對準標記之重現方法，其 中該活性氣體為碘。 2 8.如申請專利範圍第2 5項所述之對準標記之重現方法，其 中該活性氣體為氟化氙。 2 9.如申請專利範圍第2 5項所述之對準標記之重現方法，其 中該活性氣體為水蒸汽。

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